Пристрій для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму

Реферат: Пристрій для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму містить два паралельних тягових ланцюги, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів. У схему додатково введені два датчики струму, два датчики напруги та система управління. UA 74426 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИРІВНЮВАННЯ НАВАНТАЖЕННЯ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ UA 74426 U UA 74426 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електротехніки та може бути використана для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму на рудникових електровозах та вагонах метрополітену. Відоме технічне рішення (патент UA 39240, № U200813285, 10.02.2009, бюл. № 3, Здвоєний тяговий електропривід постійного струму, Ключка О.С., Чернишев А.О.), що містить два паралельних тягових ланцюги, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий ланцюг послідовно з'єднаних гальмових резистора та IGB транзистора, в схему введений другий гальмовий IGB транзистор паралельно гальмовому резистору. Суттєві ознаки, що збігаються з корисною моделлю, яка заявляється: наявність двох паралельних тягових ланцюгів, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий резистор. Недоліком даного пристрою є відсутність блоків порівняння рівня навантаження тягових електродвигунів, що унеможливлює рівномірне завантаження тягових двигунів після відхилення параметрів від допустимих значень. Відоме технічне рішення (патент UA 42278, № U200901305, 25.06.2009, бюл. № 12, Здвоєний тяговий електропривід постійного струму, Чернишев А.О.), що містить два паралельних тягових ланцюги, в одному з яких послідовно включені обмотка якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками тягових ланцюгів включений гальмовий ланцюг із послідовно з'єднаних головного гальмового IGB транзистора та гальмового резистора, до останнього, у свою чергу, паралельно приєднаний додатковий гальмовий IGB транзистор, у гальмовий ланцюг введений розподільний діод послідовно у напрямку протікання гальмового струму. Суттєві ознаки, що збігаються з корисною моделлю, яка заявляється: наявність двох паралельних тягових ланцюгів, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий резистор, до якого паралельно приєднаний гальмовий IGB транзистор. Недоліком даного пристрою є відсутність блоків порівняння рівня навантаження тягових електродвигунів, що унеможливлює рівномірне завантаження тягових двигунів після відхилення параметрів від допустимих значень. Найбільш близьким аналогом до пристрою, що заявляється є пристрій (патент UA 58622, № U201004877, 26.04.2011, бюл. № 8, Здвоєний тяговий електропривод постійного струму, Сінчук О.М., Гузов Е.С., Сінчук І.О., Караманіц Ф.І., Якимець С.М., Чорна В.О.), що містить два паралельних тягових ланцюги, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий ланцюг із послідовно з'єднаних тиристора та гальмового резистора, до останнього, у свою чергу, паралельно приєднаний гальмовий IGB транзистор. Суттєві ознаки, що збігаються з корисною моделлю, яка заявляється: наявність двох паралельних тягових ланцюгів, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий ланцюг послідовно з'єднаних тиристора та гальмового резистора, до якого паралельно приєднаний гальмовий IGB транзистор. 1 UA 74426 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліком даного пристрою є відсутність блоків порівняння рівня навантаження тягових електродвигунів, що унеможливлює рівномірне завантаження тягових двигунів після відхилення параметрів від допустимих значень. В основу корисної моделі поставлена задача вирівнювання навантаження та швидкості тягових електродвигунів постійного струму дводвигунного виду електроприводу рудникових контактних електровозів, зниження розкиду параметрів струму, скорочення кількості ремонтів тягових двигунів та зменшення витрат коштів на технічне обслуговування, шляхом застосування системи управління даним комплексом. Поставлена задача вирішується тим, що у схему здвоєного тягового електроприводу додатково введені два датчики струму, один з яких послідовно з'єднаний з обмоткою якоря першого двигуна, а інший з обмоткою якоря другого двигуна, два датчики напруги, один з яких паралельно з'єднаний з обмоткою якоря першого двигуна, а інший з обмоткою якоря другого двигуна, та система управління, яка включає блок управління, входи якого приєднані до виходу блока завдання та виходів датчиків струму та напруги, та виходи якого приєднані до трьох блоків регулювання, перший блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзисторів першого імпульсного перетворювача, другий блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзисторів другого імпульсного перетворювача, третій блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзистора та тиристора гальмового ланцюга, відповідне програмне забезпечення блоків регулює струм обмотки якоря та обмотки збудження першого та другого двигуна, швидкість двигунів та управляє відкриттям або закриттям транзисторів та тиристора, у результаті чого вирівнюється навантаження тягових електродвигунів постійного струму. Корисна модель пояснюється кресленням, на якому наведена функціональна схема пристрою для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму, де прийняті наступні позначення: 1, 2 - імпульсні перетворювачі; 3 - обмотка якоря першого двигуна; 4 - обмотка якоря другого двигуна; 5 - обмотка збудження першого двигуна; 6 - обмотка збудження другого двигуна; 7 - тиристор; 8 - гальмовий резистор; 9, 25, 26, 27, 28 - IGB транзистори; 10, 11, 29, 30, 31, 32 - нульові діоди; 12, 13 - датчики струму; 14, 15 - датчики напруги; 16 - блок управління, 17 - блок завдання; 18, 19, 20 - блоки регулювання; 21, 22, 23, 24 - контакти реверсора. Пристрій містить: 1, 2- імпульсні перетворювачі; які містять 25, 26, 27, 28 - головні IGB транзистори та 29, 30, 31, 32 - нульові діоди, які шунтовані 21, 22, 23, 24 - контактами реверсора; 3 - обмотка якоря та 5 - обмотка збудження першого двигуна, 4 - обмотка якоря та 6 - обмотка збудження другого двигуна; 7 - тиристор; 8 - гальмовий резистор, шунтований 9 транзистором; 10, 11 - нульові діоди, що шунтують обмотки якоря; 12 - датчик струму, який послідовно з'єднаний з 3 - обмоткою якоря першого двигуна, 13 - датчик струму, який послідовно з'єднаний з 4 - обмоткою якоря другого двигуна; 14 - датчик напруги, який паралельно з'єднаний з 3 - обмоткою якоря першого двигуна, 15 - датчик напруги, який паралельно з'єднаний з 4 - обмоткою якоря другого двигуна; та система управління, яка включає 16 - блок управління, вхід 1 якого приєднаний до виходу 17 - блока завдання, вхід 2 якого приєднаний до виходу 12 - датчика струму, вхід 3 якого приєднаний до виходу 13 датчика струму, вхід 4 якого приєднаний до виходу 14 - датчика напруги, вхід 5 якого приєднаний до виходу 15 - датчика напруги, вихід 1 якого приєднаний до 19 - блока регулювання, вихід 2 якого приєднаний до 18 - блока регулювання, вихід 3 якого приєднаний до 20 - блока регулювання; вихід 1 18 - блока регулювання приєднаний до 25 - транзистора, вихід 2 18 - блока регулювання приєднаний до 26 - транзистора; вихід 1 19 - блока регулювання приєднаний до 27 - транзистора, вихід 2 19 - блока регулювання приєднаний до 28 транзистора, вихід 1 20 - блока регулювання приєднаний до 9 - транзистора, вихід 2 20 - блока регулювання приєднаний до 7 - тиристора. Корисна модель, що заявляється, функціонує наступним чином. У блоці завдання (17) задаються мінімально та максимально допустимі значення струму та швидкості, які подаються на вхід 1 блока управління (16). Датчик струму (12) реєструє значення струму першого двигуна та подає сигнал на вхід 2 блока управління (16). Датчик струму (13) реєструє значення струму другого двигуна та подає сигнал на вхід 3 блока управління (16). Датчик напруги (14) реєструє значення напруги першого двигуна та подає сигнал на вхід 4 блока управління (16). Датчик напруги (15) реєструє значення напруги другого двигуна та подає сигнал на вхід 5 блока управління (16). У блоці (16) відповідне програмне забезпечення порівнює значення струму і напруги першого та другого двигуна між собою, а також із заданими значеннями у блоці (17). З виходу 1 блока управління (16) подаються управляючі сигнали до блока регулювання (19), з виходу 2 подаються управляючі сигнали до блока регулювання (18), з виходу 3 подаються 2 UA 74426 U 5 10 управляючі сигнали до блока регулювання (20). Через вихід 1 блока регулювання (18) забезпечується відкриття або закриття транзистора (25), через вихід 2 забезпечується відкриття або закриття транзистора (26). Через вихід 1 блока регулювання (19) забезпечується відкриття або закриття транзистора (27), через вихід 2 забезпечується відкриття або закриття транзистора (28). Через вихід 1 блока регулювання (20) забезпечується відкриття або закриття транзистора (9), через вихід 2 забезпечується відкриття або закриття тиристора (7). Таким чином, управлінням відкриттям або закриттям відповідних транзисторів та тиристора забезпечується вирівнювання навантаження тягових електродвигунів постійного струму. Пристрій для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму, що заявляється, дозволяє знизити розкид параметрів струму, вирівняти швидкість і навантаження двигунів тим самим скоротити кількість ремонтів тягових двигунів та зменшити витрати коштів на технічне обслуговування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Пристрій для вирівнювання навантаження тягового електроприводу постійного струму, що містить два паралельних тягових ланцюги, в одному з яких послідовно включені обмотки якоря першого двигуна та перший імпульсний перетворювач, а в другому, навпаки, послідовно включені другий імпульсний перетворювач та обмотка якоря другого двигуна, імпульсні перетворювачі зібрані кожен по мостовій схемі, в діагональ якої включені послідовні обмотки збудження відповідних двигунів, між середніми точками паралельних тягових ланцюгів включений гальмовий ланцюг із послідовно з'єднаних тиристора та гальмового резистора, до останнього, у свою чергу, паралельно приєднаний гальмовий IGB транзистор, який відрізняється тим, що у схему додатково введені два датчики струму, один з яких послідовно з'єднаний з обмоткою якоря першого двигуна, а інший з обмоткою якоря другого двигуна, два датчики напруги, один з яких паралельно з'єднаний з обмоткою якоря першого двигуна, а інший з обмоткою якоря другого двигуна, та система управління, яка включає блок управління, входи якого приєднані до виходу блока завдання та виходів датчиків струму та напруги, та виходи якого приєднані до трьох блоків регулювання, перший блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзисторів першого імпульсного перетворювача, другий блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзисторів другого імпульсного перетворювача, третій блок регулювання має два виходи, кожен з яких приєднаний до транзистора та тиристора гальмового ланцюга. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3